1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

 

Рис. 97. Различные агрегатные состояния
Рис. 97. Различные агрегатные состояния

ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ЖИДКИХ ТЕЛ
Жидкие тела расширяются при нагревании значительно больше, чем твердые тела. Ацетон имеет очень большое, а вода и ртуть имеют наименьшее из жидкостей температурное расширение. В правиле о том, что каждое тело при охлаждении сжимается, вода имеет исключение (аномалия воды). Ее объем при охлаждении до +4 °С уменьшается, однако при дальнейшем охлаждении от +4 до 0 °С он снова увеличивается. Поэтому вода при +4 °С имеет наибольшую плотность. Это также является причиной, почему лед плавает в воде, а замерзшие водопроводные трубы лопаются.


ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ГАЗООБРАЗНЫХ ТЕЛ
Газы при нагревании расширяются значительно больше, чем жидкости. Их расширение при повышении температуры на каждый градус Цельсия составляет 1/273 их объема при О °С. Если, например, воздух нагревать в каком-либо объеме, то он расширяется. Его плотность по отношению к ненагретому воздуху становится все меньше, поэтому нагретый воздух поднимается кверху. Газ, находящийся в замкнутом сосуде, например в бутылке, не может расширяться при нагревании. Давление газа растет, что может привести к разрыву сосуда.


ПЛАВЛЕНИЕ И ИСПАРЕНИЕ
Материалы встречаются в трех формах своего состояния — твердом, жидком и газообразном, которые называют агрегатными состояниями (см. рис. 50). Переход из одного состояния в другое происходит при определенных температурах (рис. 97). Твердые вещества становятся жидкими, когда приход тепла заставляет молекулы двигаться так сильно, что они внутри смеси начинают в определенных местах терять связи между собой. Температура, при которой это происходит, называется точкой плавления или температурой плавления (табл. 16).
Чтобы перевести 1 кг вещества из твердого состояния в жидкое, необходимо определенное количество тепла, которое называется теплом плавления. У воды оно составляет 335 кДж/кг.

Табл. 16. Температуры плавления и затвердевания материалов
Табл. 16. Температуры плавления и затвердевания материалов

При возрастающем нагревании жидкости движение молекул настолько возрастает, что их взаимные силы когезии полностью преодаляются, и жидкость превращается в газ. Этот процесс называют испарением (рис. 98). При этой температуре достигается точка кипения или температура кипения жидкости (табл. 17). Количество тепла, необходимое для перевода 1 кг жидкости из жидкого состояния в газообразное, называется теплотой испарения. Оно составляет для воды 2250 кДж/кг.

 

КОНДЕНСАЦИЯ И ТВЕРДЕНИЕ
Если у газообразного тела, например у водяного пара, отбирать тепло, то при определенной температуре оно уплотняется до жидкого состояния, например вода. Эту температуру называют ТОЧКОЙ КОНДЕНСАЦИИ, а необходимое для этого количество тепла - КОНДЕНСАЦИОННЫМ ТЕПЛОМ.

Табл. 17. Температуры кипения при 1013 мбар
Табл. 17. Температуры кипения при 1013 мбар

Конденсационное тепло равно теплоте испарения. В строительстве необходимо в основном учитывать конденсацию водяного пара на внутренней стороне наружных стен или внутри этих конструкций. Влажность в конструкциях ведет к строительным повреждениям и уменьшает теплоизоляцию.


Когда жидкость охлаждается, она затвердевает. Имеющая при этом место температура называется точкой затвердевания (см. рис. 97). В случае воды она называется точкой замерзания или таяния.

Рис. 98. Кипение
Рис. 98. Кипение

Точки плавления и затвердевания совпадают. Освобождающееся при затвердевании количество тепла равно теплоте плавления.


Тогда как затвердевшие тела уменьшаются в объеме, вода при замерзании расширяется. Пористые материалы, поры которых заполнены водой, при морозе могут разрушаться за счет разрывающего действия льда.

Рис. 99. Испарение
Рис. 99. Испарение

ИСПАРЕНИЕ
Жидкость может превращаться в газ и ниже точки кипения. Правда, испарение происходит только у ее поверхности. Этот процесс называют образованием тумана (рис. 99). Образование тумана происходит тем быстрее, чем суше и подвижнее окружающий воздух и чем ближе температура жидкости к точке кипения. Поэтому при комнатной температуре жидкость испаряется тем быстрее, чем ниже ее точка кипения, например у спирта, нитроразбавителей и бензина.


При испарении молекулы вещества вырываются с поверхности жидкости и воспринимаются воздухом (см. рис. 99). Требуемую для этого энергию движения они забирают у жидкости в форме тепловой энергии. Связанное с этим понижение температуры называют ИСПАРИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ. Процесс испарения можно ускорить путем увеличения площади испарения, например путем разрезания древесины для ее сушки.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13